nyní už Intel toto řešení považuje za překonané a chystá změnu.

x86 big.LITTLE - porodní bolesti, alias Lakefield

Připomeňme, že skutečně prvním procesorem Intelu, který zkombinoval dvě architektury x86 jader byl tzv. Lakefield, jedno velké jádro Sunny Cove (známé též z Ice Lake) se čtyřmi atomy Tremont. Tento produkt provázely takové porodní bolesti, že se na trh dostal zcela okrajově, nebyl konkurenceschopný a Intelu spíš než jako zdroj příjmů posloužil jako testovací platforma pro pouzdřící technologii Foveros a pro testování procesoru kombinujícího dvě různé x86 architektury.

• Lakefield krom HT / SMT nepodporuje ani AVX, AVX2 (a AVX-512)

Lakefield kupříkladu ukázal, že nemá smysl kombinovat architektury se zásadně odlišným instrukčním setem. Atomy Tremont totiž nepodporovaly (nejen) AVX-512, ale chybělo také AVX2 i původní AVX. Dále ukázal na problém kombinace architektur s podporou HT a bez ní. První vlákno (vysoké) zátěže je logicky přiřazeno velkému jádru. Kam ale přiřadit druhé vlákno? Rovněž velkému jádru (využít HT), nebo jádru malému? Ukázalo se, že velmi záleží na tom, o jakou aplikaci či kombinaci aplikací jde - jednou je výhodnější to, podruhé ono. Protože Intel neměl čas k řešení tohoto problému, prostě podporu HT na velkém jádru vypnul.

Lakefield, první produkt Intelu kombinující dvě x86 architektury v jednom pouzdru (Intel)

Dále se ukázalo, že není dobré ve velmi nízkém TDP používat architekturu s vysokými energetickými nároky, byť jen v podobě jediného jádra. Problém je totiž v tom, že velké jádro má smysl jako zdroj výkonu pro jednovláknovou zátěž, ale kombinace nízkého TDP a vysoké spotřeby způsobí, že velké jádro poběží v zátěži na tak nízkých taktech, že se výsledný výkon nebude příliš lišit od malého jádra. Přitom však (i v důsledku řady technologií, které stejně zůstaly vypnuté) potřebuje téměř 4× víc křemíku, což samozřejmě zvyšuje výrobní náklady.

x86 big.LITTLE - první krůčky alias Alder Lake

Popsané problémy byly zčásti vyřešené do vydání Alder Lake. Instrukční sady se alespoň částečně přiblížily, takže bylo možné používat AVX / AVX2 (stále však ne AVX-512), zprovozněna byla podpora HT (byť ne vždy optimálně) a došlo k faktické rezignaci na ultra-low-power segment, kde toto řešení nedávalo smysl.

Alder Lake s velkými a malými jádry, ve své době vnímaný jako úspěch, nyní Intel považuje za slepou uličku (Intel)

Alder Lake vrátil Intel do hry, ale stále měl řadu much, které se řešily ještě po vydání. Produkt šel na trh ještě v době, kdy na něm nebylo možné rozběhnout některé hry, což se řešilo ad hoc, a absence AVX-512, jejíž podporu Intel marketingově tlačil přinejmenším čtyři předešlé architektonické generace, působila jako krok zpět.

x86 big.LITTLE - ladění softwarové podpory s Raptor Lake

S generací Raptor Lake už bylo softwarově vyřešeno plus mínus vše, co šlo softwarově řešit. Z hlediska spuštění a provozu fungovalo téměř vše, byť ne vždy z výkonnostního hlediska optimálně (a pokročilejší softwarová řešení nefungovala zcela správně - například požadavek na vypnutí malých jader ze strany hry mohla způsobit nestabilitu systému). Lze však říct, že se situaci podařilo dotáhnout do stavu, který sice z hlediska bezproblémovosti a optimálního využití hardwarových prostředků zdaleka nedosahoval úrovně klasického řešení, ale pro velké množství uživatelů byl akceptovatelný.

x86 big.LITTLE - krok zpět s HT, aneb Arrow Lake a Lunar Lake zasahují

S dalším vývojem architektury zase odpadla podpora HT. Intel sice tvrdil, že k ní přistoupil z důvodu energetické efektivity a úspory křemíku, ale testy ukázaly, že na tomto vysvětlení nedává smysl ani jeden ani druhý důvod.

• Jak je to ve skutečnosti s HT/SMT a energetickou efektivitou?

I s ohledem na to, že se do slajdů Intelu zamíchaly informace o tom, že by HT mělo být funkční na serverové variantě velkých jader (která však již nejspíš byla zrušena), to spíše působí tak, že se Intelu během změn v jádře (mluvilo se o experimentální podpoře tzv. rentable units) poškodila podpora pro HT. U PC procesorů to Intel nepotřeboval řešit, protože plánoval vícejádrový výkon zvýšit zdvojnásobením počtu Atomů a na serverovou variantu měl mít téměř o rok více času, během něhož by HT zprovoznil.

Griffin Cove - konec x86 big.LITTLE?

Po Arrow Lake a Lunar Lake se očekává Panther Lake, který je spíš evolucí, od níž se nedají čekat fundamentální změny - na rozdíl od původních plánů:

• Jádro Panther Cove skutečně v procesorech Panther Lake nenajdete

Větší změnou (jak po stránce výkonu, tak počtu malých jader) by měl být nástupce, Nova Lake. Od toho se očekává konfigurace 8 velkých a 32 malých jader, jak byla původně plánována již pro Arrow Lake. Při takto výrazné převaze malých jader se již skutečně absence HT u velkých jader ztratí. Jenže to vypadá, že po tomto zdánlivém dořešení x86 big.LITTLE Intel celý koncept kombinace různých jader opustí.

Další generace, velká jádra Griffin Cove, mají být totiž koncipovaná tak, aby byla plošně i energeticky efektivní, tudíž mohla zastat úlohu malých jader, která se tím stanou zbytečná a z procesorů zmizí. Vedení Intelu si po dosavadních zkušenostech uvědomuje, že nemusí jít vše tak hladce, aby bylo v roce 2027 hotovo. Je proto možné, že když situace nedopadne podle plánu, doprovodí ještě Griffin Cove i malá jádra a teprve nástupce této architektury pošle Atomy do důchodu.

Tím se dostáváme k dalšímu problému x86 big.LITTLE, který je sice nejzjevnější, ale bývá opomíjen nejčastěji (obligátní tma pod svícnem). Přitom právě pro Intel v jeho stávající situaci patří k nejpalčivějším. Použití dvou architektur je podmíněno vývojem dvou architektur. Síly vývojových týmů se tříští, vývoj dvou architektur je dražší než vývoj jedné a přitom z těchto dvou architektur vznikne jeden produkt. Náklady na dvě architektury tak vyústí ve finanční příjmy z jednoho produktu. To mohlo fungovat v době, kdy byl Intel dobře zakotvený v řadě segmentů trhu s hardwarem a náklady na vývoj nepředstavovaly problém. Se ztrátou tržního podílu ve většině segmentů, neúspěchem grafik, akcelerátorů, poklesem prodeje FPGA Altera, pohřbením Optane ap., musí Intel začít uvažovat z ekonomického hlediska efektivněji.

Druhou stranou mince (což je zásadně paradoxní) by tím Intel spláchnul do kanálu veškeré prostředky nainvestované do vývoje x86 big.LITTLE. Spolu s těmito prostředky by se spláchlo i veškeré know-how, které Intel od vydání Lakefield (2020) v této problematice získal.